一种具有药物径向隔离分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法技术

一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维，包括一个内芯层，所述的内芯层的外周设置有中间层，所述的中间层的外周设置有外表层，所述的内芯层、中间层和外表层同轴延伸，纤维内部药物呈径向隔离分布，在内芯层和外表层中含有药物。还提供了上述载药纳米纤维的制备方法，采用可纺的聚合物溶液配成母液；在母液中加入药物，组成内芯层工作流体、外表层工作流体，分别装入内芯层流体注射器、外表层流体注射器，中间层流体注射器中装入有母液；内芯层流体注射器、中间层流体注射器、外表层流体注射器分别和三个注射泵连接，通过三台注射泵分别控制三级同轴纺丝头中三层流体的注入速度，在高压静电的作用下，制备出具有药物径向隔离分布特征的纳米纤维。本发明专利技术制备的纳米纤维结构清晰、且纳米直径小、线性好。

Electrospun nanofiber with drug radial isolation distribution and preparation method thereof

A radial distribution of isolated drug loaded nano fiber, comprising a core layer, the peripheral layer of the inner core is arranged on the middle layer, the middle layer peripheral is arranged on the outer layer, extending the core layer, the middle layer and the surface layer of the coaxial fiber. The radial distribution of internal medicine isolation, drug containing the inner core layer and a surface layer. Also provides a method for preparing the drug loaded nano fiber, the polymer solution could be spun into the mother liquor; adding the drug in the mother liquor, an inner core layer, the outer layer of working fluid working fluid, which are respectively arranged in the inner core layer, the outer layer of fluid fluid syringe syringe, syringe fluid middle layer are arranged in the mother liquor; the core layer, the middle layer of fluid fluid syringe syringe, syringe fluid surface layer respectively and three injection pump connection, injection rate of three layer fluid level three coaxial spinning head are respectively controlled by three sets of injection pump, in the high voltage electrostatic were used, prepared with nano fiber radial distribution of drug isolation. The nanofiber prepared by the invention has clear structure, small nanometer diameter and good linearity.

【技术实现步骤摘要】
一种具有药物径向隔离分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法
本专利技术属于材料学领域，涉及一种纳米纤维，具体来说是一种具有药物径向隔离分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法。
技术介绍
高压静电纺丝技术（电纺）是一种自上而下(top-down)的纳米制造技术，通过外加电场力克服喷头尖端液滴的液体表面张力和粘弹力形成的射流，在静电斥力、库仑力和表面张力共同作用下，被雾化后的液体射流被高频弯曲、拉延、分裂，在几十毫秒内被牵伸千万倍，经溶剂挥发或熔体冷却后在接收端得到纳米级纤维。该技术工艺过程简单、操控方便、选择材料范围广泛、可控性强、被认为是最有可能实现连续纳米纤维工业化生产的一种方法，应用该技术制备功能纳米纤维具有良好的前景。电纺聚合物功能纳米纤维一般以成纤聚合物为基材，通过加入活性成分而赋予纳米纤维功能，并充分利用电纺纳米纤维膜的独特性能而充分发挥活性成分的效用。这些独特的性能包括纤维直径小、纤维表面积大、纤维呈三位网状多孔结构、孔隙率高、纤维具有纳米尺度范围的直径却同时具有宏观范围的长度等。在生物医药领域，一般将药物加入聚合物溶液，形成共溶溶液作为纺丝液，通过普通电纺过程的快速干燥和成型，获得药物均匀分布在整个纳米纤维的载药纳米纤维。绝大部分载药纳米纤维都是该类药物均匀分布且结构单一的纳米纤维，通过聚合物基材的理化性能和纳米纤维膜的特点而获得所需要的药物缓控释性能。虽有少量通过同轴电纺和并列电纺调控药物在纳米纤维中的分布，以获得所需药物控释性能的电纺芯鞘纳米纤维和乔纳斯纳米纤维，但是关于其他各种结构特征的纳米结构的制备，以及这些结构在提供药物的控释性能方面应用很少被报道。
技术实现思路
针对现有技术中的上述技术问题，本专利技术提供了一种具有药物径向隔离分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法，所述的这种具有药物径向隔离分布特征的电纺纳米纤维及其制备方法要解决现有技术中的纳米纤维结构单一，负载药物的缓控释性能不佳的技术问题。本专利技术提供了一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维，包括一个内芯层，所述的内芯层的外周设置有中间层，所述的中间层的外周设置有外表层，所述的内芯层、中间层和外表层同轴延伸，纤维内部药物呈径向隔离分布，在内芯层和外表层中含有药物。进一步的，所述的中间层不含有药物。本专利技术还提供了上述的一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1)采用可纺的聚合物溶液配成母液，并将配好后的母液分为第一母液、第二母液和第三母液；2)在第一母液中加入药物，搅拌均匀，组成内芯层工作流体，装入内芯层流体注射器；3)将第二母液装入中间层流体注射器；4)在第三母液中加入药物，搅拌均匀，组成外表层工作流体，装入外表层流体注射器；5)内芯层流体注射器的一端和一个第一注射泵连接，中间层流体注射器的一端和一个第二流体注射泵连接，外表层流体注射器的一端和一个第三注射泵连接，采用一个高压发生器，所述的高压发生器和一个三级同轴纺丝头连接，所述的三级同轴纺丝头包括内层毛细管、中间层毛细管和外层同轴毛细管；所述的内芯层流体注射器的另外一端和所述的内层同轴毛细管连接，中间层流体注射器的另外一端和所述的中层同轴毛细管连接，外表层流体注射器的另外一端所述的外层同轴毛细管连接，通过三台注射泵分别控制三级同轴纺丝头中三层流体的注入速度，在高压静电的作用下，以三级同轴纺丝头出口为模板，制备出具有药物径向隔离分布特征的纳米纤维，通过纤维接收平板接收所述的纳米纤维。本专利技术还提供了实现上述方法的三级同轴电纺装置，包括一个三级同轴纺丝头，所述的三级同轴纺丝头包括内层毛细管、中间层毛细管和外层同轴毛细管；还包括一个内芯层流体注射器、中间层流体注射器和一个外表层流体注射器；所述的内芯层流体注射器的一端和一个第一注射泵连接，中间层流体注射器的一端和一个第二流体注射泵连接，外表层流体注射器的一端和一个第三注射泵连接，所述的内芯层流体注射器的另外一端和所述的内层同轴毛细管连接，中间层流体注射器的另外一端和所述的中层同轴毛细管连接，外表层流体注射器的另外一端所述的外层同轴毛细管连接，还包括一个高压发生器，所述的高压发生器和所述的三级同轴纺丝头连接，所述的三级同轴纺丝头出口的下端设置有用铝箔包裹的硬纸板做成的纤维接收平板。本专利技术公开了一种药物具有径向隔离分布特征的电纺结构纳米纤维，该纳米纤维由内外包裹的三级芯鞘结构特征；纤维内部药物呈径向隔离分布；该径向隔离特征是指从外层和内层含有药物，而纤维中间层空白；该结构纤维可以采用三级同轴电纺工艺单步有效地实施制备，并且能够为药物提供多相控释效果。本专利技术建立了一种新型纳米层次物质的构效关系，具体来说是一种通过药物在三层芯鞘结构纳米纤维中的径向隔离分布从而获得所需药物控释性能的电纺纳米纤维。本专利技术和已有技术相比，其技术进步是显著的。本专利技术的制备工艺简单，单步有效、制备的纳米纤维内/中/外三层结构清晰、且纳米直径小、线性好、直径分布均匀、纤维表面光滑。本专利技术的纳米纤维的药物径向隔离分布特征能够为众多新型药物缓控释材料的设计和制备提供有效的实施方法。附图说明图1为本专利技术使用的三级同轴工艺制备纳米纤维的Taylor锥观察图。图2三级同轴电纺技术实施装置示意图。1-高压发生器；2-外层流体注射泵；3-中间流体注射泵；4-内层流体注射泵；5-三级同轴纺丝头；6-纤维接受板；7-高弹性硅胶软管；8-外层流体注射器；9-中间流体注射器；10-内层流体注射器。图3为本专利技术的具有药物径向隔离分布特征纳米纤维的扫描电子显微镜图。图4为本专利技术的具有药物径向隔离分布特征纳米纤维的透射电子显微镜图。图5为本专利技术具有药物径向隔离分布特征纳米纤维的结构示意图。图6为本专利技术的纳米纤维所提供的药物多相控释图。具体实施方式以下结合附图和实施例对本专利技术进行详细说明。这些实施例仅用于解释本专利技术而不是用于限制本专利技术。凡采用与本专利技术相同或相似的方法，或做出的等价修改，均应落入本专利技术保护范围。实施例1三级同轴电纺工艺的实施将66克乙基纤维素放入300克乙醇中，配成具有良好纺丝性能的母液。将上述母液均分为三个部分，在其中分别加入药物布洛芬5克、0克和5克，经过搅拌均匀成透明共溶溶液，分别作为内层、中间层和外层的工作流体。将上述三种工作流体分别装入三级同轴电纺的内层、中间层和外层工作流体的注射器10、9、8中，连接各层流体到三级同轴纺丝头5中；接通三级同轴纺丝头5和高压静电发生器1。按照如下工艺条件参数实施三级同轴高压静电纺丝工艺：内层/中间/外层流体流量为0.5/1.0/0.5mL/h，接收板离喷丝口距离为20cm,电压12kV。环境温度为(21±3)℃，环境湿度为61±5%。在上述工作条件下，对电纺过程进行原位放大拍摄，电纺过程的三级核壳结构复合泰勒锥如图1所示，从三级同轴纺丝头出来的三层流体共同形成一个复合泰勒锥体，锥体的顶端发出一个直线射流。所制备的纳米纤维通过一个接地的铝箔包裹纸板进行收集。实现上述方法的三级同轴电纺装置（如图2），包括一个三级同轴纺丝头5，所述的三级同轴纺丝头包括内层毛细管、中间层毛细管和外层同轴毛细管；还包括一个内芯层流体注射器10、中间层流体注射器9和一个外表层流体注射器8；所述的内芯层流体注射器10的一端和一个内芯层本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维，其特征在于：包括一个内芯层，所述的内芯层的外周设置有中间层，所述的中间层的外周设置有外表层，所述的内芯层、中间层和外表层同轴延伸，纤维内部药物呈径向隔离分布，在内芯层和外表层中含有药物。

【技术特征摘要】
1.一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维，其特征在于：包括一个内芯层，所述的内芯层的外周设置有中间层，所述的中间层的外周设置有外表层，所述的内芯层、中间层和外表层同轴延伸，纤维内部药物呈径向隔离分布，在内芯层和外表层中含有药物。2.根据权利要求1所述的一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维，其特征在于：所述的中间层不含有药物。3.权利要求1所述的一种具有药物径向隔离分布特征的载药纳米纤维的制备方法，其特征在于包括如下步骤：1）采用可纺的聚合物溶液配成母液，并将配好后的母液分为第一母液、第二母液和第三母液；2）在第一母液中加入药物，搅拌均匀，组成内芯层工作流体，装入内芯层流体注射器；3）将第二母液装入中间层流体注射器；4）在第三母液中加入药物，搅拌均匀，组成外表层工作流体，装入外表层流体注射器；5）内芯层流体注射器的一端和一个第一注射泵连接，中间层流体注射器的一端和一个第二流体注射泵连接，外表层流体注射器的一端和一个第三注射泵连接，采用一个高压发生器，所述的高压发生器和一个三级同轴纺丝头连接，所述的三级同轴纺丝头包括内层毛细管、中间层毛细管和外层同轴毛细管；所述的内芯层流体...

【专利技术属性】
技术研发人员：余灯广，张玲玲，张瑶瑶，张曼，郑招斌，
申请(专利权)人：上海理工大学，
类型：发明
国别省市：上海,31